DE102013003623A1 - Power-conscious coexistence - Google Patents
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Abstract
Eine Kommunikationsvorrichtung, umfassend einen Empfänger, betreibbar zum Empfangen von Funkübertragungen gemäß einem ersten Kommunikationsprotokoll; einen Sender, betreibbar zum Senden von Funkübertragungen gemäß einem zweiten Kommunikationsprotokoll; und einen mit dem Empfänger und dem Sender verbundenen Arbiter; wobei Funkübertragungen von dem Sender in der Lage sind, den Empfang von Funkübertragungen durch den Empfänger zu stören, und der Arbiter ausgelegt ist zum: Empfangen vom Sender einer Angabe einer ersten Sendeoperation, die zur Ausführung während eines ersten Zeitraums beabsichtigt ist, und einer oder mehrerer beabsichtigter Sendekenngrößen der ersten Sendeoperation, einschließlich einer Darstellung der beabsichtigten Sendeleistung; Bestimmen, ob der Empfänger beabsichtigt, während des ersten Zeitraums eine Kommunikationsoperation auszuführen; falls der Empfänger beabsichtigt, während des ersten Zeitraums eine erste Empfangsoperation auszuführen, die eine oder mehrere beabsichtigte Empfangskenngrößen aufweist, Zugreifen auf eine Angabe der durch den Empfänger bestimmten Empfangsqualität; Bestimmen einer Menge von einer oder mehreren Schwellensendekenngrößen für die erste Sendeoperation in Abhängigkeit von den Sendekenngrößen und der Empfangsqualität, wobei die Schwellensendekenngrößen eine Darstellung einer maximalen Sendeleistung umfassen, mit der der Sender die erste Sendeoperation ausführen darf; und Bewirken, dass der Sender nur dann mit der ersten Sendeoperation fortfährt, falls ihre Sendekenngrößen gemäß den Schwellensendekenngrößen beschränkt sind.A communication device comprising a receiver operable to receive radio transmissions according to a first communication protocol; a transmitter operable to transmit radio transmissions according to a second communication protocol; and an arbiter connected to the receiver and the transmitter; wherein radio transmissions from the transmitter are capable of interfering with the reception of radio transmissions by the receiver, and the arbiter is configured to: receive from the transmitter an indication of a first transmit operation intended to be executed during a first time period and one or more intended transmission characteristics of the first transmission operation, including a representation of the intended transmission power; Determining if the receiver intends to perform a communication operation during the first time period; if the receiver intends to perform during the first period a first receive operation having one or more intended receive characteristics, accessing an indication of the receive quality determined by the receiver; Determining a set of one or more threshold transmission characteristics for the first transmission operation in dependence on the transmission characteristics and the reception quality, wherein the threshold transmission characteristics comprise a representation of a maximum transmission power with which the transmitter is allowed to perform the first transmission operation; and causing the transmitter to continue the first transmit operation only if its transmit characteristics are limited according to the threshold transmit characteristics.
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung und ein Verfahren zum Arbitrieren zwischen den Kommunikationsoperationen von zusammen angeordneten Sendern/Empfängern, die imstande sind, gegenseitige Störungen zu verursachen.The present invention relates to a communication apparatus and method for arbitrating between the communication operations of co-located transceivers capable of causing mutual interference.
Viele moderne Kommunikationsvorrichtungen wie etwa Smartphones erlauben Kommunikation mittels mehrerer Funkprotokolle, die über gemeinsame oder angrenzende Frequenzbänder operieren. Zum Beispiel enthalten Smartphones typischerweise Bluetooth- und WiFi-Sender/Empfänger, die beide im 2,4-2,5-GHz-ISM-Frequenzband operieren. Dies kann zu Störungsproblemen zwischen den Funkprotokollen und zu einer Verschlechterung der Leistungsfähigkeit führen.Many modern communication devices, such as smartphones, allow communication by means of multiple radio protocols operating over common or adjacent frequency bands. For example, smartphones typically include Bluetooth and WiFi transceivers, both of which operate in the 2.4-2.5 GHz ISM frequency band. This can lead to interference problems between the radio protocols and to a deterioration in performance.
Um die gegenseitige Störung zu mindern, die drahtlose Sender/Empfänger, die in dichter spektraler und physischer Nähe operieren, erfahren, sind normalerweise Arbitrierungsschemata notwendig, um das Timing und/oder die Frequenz von Übertragungen durch zusammen angeordnete Sender/Empfänger zu steuern. Bei herkömmlichen Arbitrierungsschemata werden die Übertragungen eines ersten Senders/Empfängers typischerweise um die Übermittlungen eines zweiten, zusammen angeordneten Senders/Empfängers herum eingeteilt, so dass der erste Sender/Empfänger nicht sendet, wenn der zweite Sender/Empfänger kommuniziert (oder kommunizieren könnte). Typischerweise hätten Übermittlungen des zweiten Senders/Empfängers höhere Priorität oder ein Kommunikationsprotokoll, das gemäß festen bekannten Zeitschlitzen operiert (z. B. Bluetooth).To mitigate the mutual interference experienced by wireless transceivers operating in dense spectral and physical proximity, arbitration schemes are normally necessary to control the timing and / or frequency of transmissions by co-located transmitters / receivers. In conventional arbitration schemes, the transmissions of a first transceiver are typically scheduled around the transmissions of a second co-located transceiver so that the first transceiver does not transmit when the second transceiver communicates (or could communicate). Typically, transmissions of the second transceiver would have a higher priority or a communication protocol that operates according to fixed known time slots (eg, Bluetooth).
Einige Arbitrierungsschemata, wie etwa die in
Bei einer solchen Arbitrierung werden typischerweise sich zeitlich oder spektral überlappende Kommunikationsaktivitäten identifiziert und die Kommunikationsaktivitäten, die als geringere Priorität aufweisend identifiziert werden, zurückgestellt oder abgebrochen. Die Priorität könnte ein angegebener Prioritätswert der Kommunikationsaktivitäten sein, oder ein Prioritätswert, der im Arbitrierer gemäß einem gewissen vorbestimmten Algorithmus bestimmt wird. Obwohl solche Link-Layer-Arbitrierungsschemas bei der Vermeidung von Störungen in der Bitübertragungsschicht effektiv sind, wenden sie sich nicht an das signifikante Problem einer schlechten Strecken- oder Transportschichtreaktion auf die variable Beschaffenheit von unter ihnen bereitgestellten Diensten.Such arbitration typically identifies temporally or spectrally overlapping communication activities and defers or aborts the communication activities identified as having lower priority. The priority could be a specified priority value of the communication activities, or a priority value determined in the arbiter according to some predetermined algorithm. Although such link layer arbitration schemes are effective in preventing interference in the physical layer, they do not address the significant problem of a poor link or transport layer response to the variable nature of services provided thereunder.
Es wird deshalb ein verbessertes Arbitrierungsschema benötigt, die diese Probleme behandelt.What is needed is an improved arbitration scheme that addresses these issues.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt, umfassend: einen Empfänger, betreibbar zum Empfangen von Funkübertragungen gemäß einem ersten Kommunikationsprotokoll; einen Sender, betreibbar zum Senden von Funkübertragungen gemäß einem zweiten Kommunikationsprotokoll und einen mit dem Empfänger und dem Sender verbundenen Arbiter; wobei Funkübertragungen von dem Sender in der Lage sind, den Empfang von Funkübertragungen durch den Empfänger zu stören, und der Arbiter ausgelegt ist zum Empfangen vom Sender einer Angabe einer ersten Sendeoperation, die zur Ausführung während eines ersten Zeitraums beabsichtigt ist, und einer oder mehrerer beabsichtigter Sendekenngrößen der ersten Sendeoperation, einschließlich einer Darstellung der beabsichtigten Sendeleistung; Bestimmen, ob der Empfänger beabsichtigt, während des ersten Zeitraums eine Kommunikationsoperation auszuführen; falls der Empfänger beabsichtigt, während des ersten Zeitraums eine erste Empfangsoperation auszuführen, die eine oder mehrere beabsichtigte Empfangskenngrößen aufweist, Zugreifen auf eine Angabe der durch den Empfänger bestimmten Empfangsqualität; Bestimmen einer Menge von einer oder mehreren Schwellen-Sendekenngrößen für die erste Sendeoperation in Abhängigkeit von den Sendekenngrößen und der Empfangsqualität, wobei die Schwellen-Sendekenngrößen eine Darstellung einer maximalen Sendeleistung umfassen, mit der der Sender die erste Sendeoperation ausführen darf; und Bewirken, dass der Sender nur dann mit der ersten Sendeoperation fortfährt, falls ihre Sendekenngrößen gemäß den Schwellen-Sendekenngrößen beschränkt sind.According to a first aspect of the present invention there is provided a communication device comprising: a receiver operable to receive radio transmissions according to a first communication protocol; a transmitter operable to transmit radio transmissions according to a second communication protocol and an arbiter connected to the receiver and the transmitter; wherein radio transmissions from the transmitter are capable of interfering with the reception of radio transmissions by the receiver, and the arbiter is adapted to receive from the transmitter an indication of a first transmit operation intended for execution during a first time period and one or more intended ones Transmission characteristics of the first transmission operation, including a representation of the intended transmission power; Determining if the receiver intends to perform a communication operation during the first time period; if the receiver intends to perform during the first period a first receive operation having one or more intended receive characteristics, accessing an indication of the receive quality determined by the receiver; Determining a set of one or more threshold transmit characteristics for the first transmit operation in response to the transmit characteristics and the reception quality, the threshold transmit characteristics comprising a representation of a maximum transmit power at which the transmitter is permitted to perform the first transmit operation; and causing the transmitter to continue the first transmit operation only if its transmit characteristics are limited according to the threshold transmit characteristics.
Geeigneterweise umfassen die beabsichtigten Sendekenngrößen eine Angabe eines oder mehrerer von Kanal, Frequenzbereich, Modulationsschema und Auswahl einer oder mehrerer erster für die erste Sendeoperation bestimmter Antennen.Suitably, the intended transmit characteristics include an indication of one or more of the channel, frequency range, modulation scheme and selection of one or more first antennas intended for the first transmit operation.
Geeigneterweise ist die Angabe der Empfangsqualität eines oder mehrerer von Empfangssignalstärke, Empfangsleistung, einem Maß für Rauschpegel, einem Maß für Fehlerrate und einer Anzahl von fallengelassenen Paketen.Suitably, the indication of the reception quality is one or more of received signal strength, received power, a measure of noise level, a measure of error rate, and a number of dropped packets.
Vorzugsweise stellt die Angabe der Empfangsqualität ein Maß für die Empfangsqualität einer oder mehrerer vorheriger Empfangsoperationen dar. Vorzugsweise ist die Empfangsqualität ein Mittelwert einer vorbestimmten Anzahl vorheriger Empfangsoperationen. Geeigneterweise sind die eine oder mehreren vorherigen Empfangsoperationen Empfangsoperationen, die über eines oder mehrere desselben Kanals, desselben Frequenzbereichs, desselben Modulationsschemas und derselben Auswahl einer oder mehrerer zweiter Antennen wie für die erste Empfangsoperation bestimmt ausgeführt werden.Preferably, the indication of the reception quality is a measure of the reception quality of a Preferably, the reception quality is an average of a predetermined number of previous reception operations. Suitably, the one or more previous receive operations are receive operations performed over one or more of the same channel, the same frequency range, the same modulation scheme, and the same selection of one or more second antennas as intended for the first receive operation.
Geeigneterweise umfasst der erste Zeitraum ein einziges Datenpaket, einen Burst von Datenpaketen oder eine vorbestimmte Zeitlänge.Suitably, the first period comprises a single data packet, a burst of data packets or a predetermined length of time.
Vorzugsweise ist der Empfänger ausgelegt zum Benachrichtigen des Arbiters über die erste Empfangsoperation durch Schreiben eines Empfangsindikators in einen Speicher zusammen mit einer Angabe der Empfangsqualität im Empfänger, wobei der Arbiter ausgelegt ist zum Zugreifen auf den Speicher, um zu bestimmen, ob der Empfänger beabsichtigt, während des ersten Zeitraums eine Empfangsoperation auszuführen, und zum Empfangen einer Angabe der Empfangsqualität im Empfänger vom Empfänger.Preferably, the receiver is arranged to notify the arbiter of the first receive operation by writing a receive indicator into a memory along with an indication of receive quality in the receiver, the arbiter being adapted to access the memory to determine if the receiver is intended to be during the first period to perform a receive operation, and to receive an indication of the reception quality in the receiver from the receiver.
Vorzugsweise ist der Empfänger ausgelegt zum Benachrichtigen des Arbiters über die erste Empfangsoperation durch Senden eines Empfangsindikators zum Arbiter, wobei der Empfangsindikator eine Angabe der Empfangsqualität im Empfänger umfasst. Vorzugsweise umfasst der Empfangsindikator die beabsichtigten Empfangskenngrößen der ersten Empfangsoperation.Preferably, the receiver is arranged to notify the arbiter of the first receive operation by transmitting a receive indicator to the arbiter, the receive indicator comprising an indication of the receive quality in the receiver. Preferably, the reception indicator comprises the intended reception characteristics of the first reception operation.
Vorzugsweise umfassen die beabsichtigten Sendekenngrößen eine Angabe des beabsichtigten Sendekanals und die beabsichtigten Empfangskenngrößen umfassen eine Angabe des beabsichtigten Empfangskanals, und der Arbiter ist ausgelegt zum Bestimmen der Schwellen-Sendekenngrößen in Abhängigkeit von den beabsichtigten Sende- und/oder Empfangskanälen. Vorzugsweise ist der Arbiter ausgelegt zum Bestimmen der Schwellen-Sendekenngrößen in Abhängigkeit von einem Maß für die relative oder absolute Trennung der beabsichtigten Empfangs- und Sendekanalfrequenzen.Preferably, the intended transmission characteristics include an indication of the intended transmission channel, and the intended reception characteristics include an indication of the intended reception channel, and the arbiter is configured to determine the threshold transmission characteristics depending on the intended transmission and / or reception channels. Preferably, the arbiter is arranged to determine the threshold transmit characteristics in dependence on a measure of the relative or absolute separation of the intended receive and transmit channel frequencies.
Vorzugsweise ist der Arbiter ausgelegt zum Bestimmen der Schwellen-Sendekenngrößen in Abhängigkeit von in einem Datenspeicher gehaltenen Schwellendaten. Vorzugsweise ist der Arbiter ausgelegt zum dynamischen Aktualisieren der Schwellendaten in Abhängigkeit von der Empfangsqualität von durch den Empfänger ausgeführten Empfangsoperationen. Vorzugsweise werden wenigstens bestimmte der Schwellendaten aus empirischen Messungen oder rechnerischer Modellierung der Empfangsqualität im Empfänger für durch den Sender ausgeführte Sendeoperationen mit einem Bereich von Sendekenngrößen bestimmt. Vorzugsweise umfassen die Schwellendaten einen oder mehrere Schwellenalgorithmen, und der Arbiter ist ausgelegt zum Bestimmen der Schwellen-Sendekenngrößen durch Ausführen der Schwellenalgorithmen. Geeigneterweise umfassen die Schwellenalgorithmen eine oder mehrere mathematische Gleichungen, die die Variation der Empfangsqualität mit Sendeleistung und optional Frequenz beschreiben.The arbiter is preferably designed to determine the threshold transmission characteristics as a function of threshold data held in a data memory. Preferably, the arbiter is arranged to dynamically update the threshold data in response to the reception quality of receive operations performed by the receiver. Preferably, at least some of the threshold data are determined from empirical measurements or computational modeling of the reception quality in the receiver for transmission operations performed by the transmitter with a range of transmission characteristics. Preferably, the threshold data includes one or more threshold algorithms, and the arbiter is configured to determine the threshold transmit characteristics by executing the threshold algorithms. Suitably, the threshold algorithms comprise one or more mathematical equations describing the variation in reception quality with transmit power and optionally frequency.
Vorzugsweise ist der Sender ausgelegt zum Senden der Angabe einer ersten Sendeoperation zum Arbiter als eine Sendeanforderung, die die beabsichtigten Sendekenngrößen umfasst. Vorzugsweise ist der Arbiter ausgelegt zum Schließen auf den ersten Zeitraum aus dem Timing der Sendeanforderung. Als Alternative umfasst die Sendeanforderung Informationen, die den ersten Zeitraum identifizieren.Preferably, the transmitter is adapted to transmit the indication of a first transmit operation to the arbiter as a transmit request comprising the intended transmit characteristics. Preferably, the arbiter is arranged to close to the first period from the timing of the send request. Alternatively, the send request includes information identifying the first time period.
Vorzugsweise ist der Arbiter ausgelegt zum Bewirken, dass der Sender mit der ersten Sendeoperation fortfährt, indem eine Sendeantwort zum Sender gesendet wird, die die Schwellen-Sendekenngrößen umfasst.Preferably, the arbiter is arranged to cause the transmitter to continue the first transmit operation by sending a transmit response to the transmitter that includes the threshold transmit characteristics.
Vorzugsweise ist der Sender ferner ausgelegt zum Empfangen einer Angabe der Streckenreserve in einem entfernten Empfänger, mit dem der Sender eine Kommunikationsstrecke hergestellt hat, über die die erste Sendeoperation zu senden ist. Vorzugsweise stellt die Streckenreserve die Empfangsqualität von vorherigen Sendeoperationen durch den Sender über die Kommunikationsstrecke dar.Preferably, the transmitter is further adapted to receive an indication of the route reserve in a remote receiver with which the transmitter has established a communication link over which to send the first transmission operation. The route reserve preferably represents the reception quality of previous transmission operations by the transmitter over the communication link.
Vorzugsweise ist der Sender ausgelegt zum Bestimmen, ob die erste Sendeoperation auszuführen ist, in Abhängigkeit von den Schwellen-Sendekenngrößen und der Streckenreserve. Vorzugsweise ist der Sender ausgelegt, die erste Sendeoperation nicht auszuführen, falls die Streckenreserve unter einem vorbestimmten Wert liegt und die maximale Sendeleistung, mit der der Sender die erste Sendeoperation ausführen darf, kleiner als die beabsichtigte Sendeleistung ist.The transmitter is preferably designed to determine whether the first transmission operation is to be carried out, depending on the threshold transmission parameters and the route reserve. Preferably, the transmitter is arranged not to carry out the first transmission operation if the distance reserve is below a predetermined value and the maximum transmission power at which the transmitter is allowed to perform the first transmission operation is smaller than the intended transmission power.
Geeigneterweise ist der Sender ausgelegt zum Aufnehmen der Angabe der Streckenreserve in die beabsichtigten Sendekenngrößen, und der Arbiter ist ausgelegt zum Bestimmen, ob die erste Sendeoperation auszuführen ist, durch Schätzen der Streckenreserve im entfernten Empfänger, falls die erste Sendeoperation gemäß den Schwellen-Sendekenngrößen ausgeführt würde; und Bewirken, dass der Sender die erste Sendeoperation nicht ausführt, falls die geschätzte Streckenreserve unter einem vorbestimmten Wert liegt.Conveniently, the transmitter is arranged to record the indication of the derivative in the intended transmission characteristics, and the arbiter is adapted to determine whether the first transmission is to be performed by estimating the derivative in the remote receiver if the first transmission would be performed according to the threshold transmission characteristics ; and causing the sender not to perform the first transmission operation if the estimated route reserve is below a predetermined value.
Geeigneterweise ist der Sender betreibbar zum Senden mittels zweier oder mehrerer Antennen, und die Schwellen-Sendekenngrößen umfassen eine Angabe von einem oder mehreren von
der maximalen von jeder der Antennen zulässigen Sendeleistung;
einer Angabe, welche der Antennen verwendet werden dürfen;
einer Angabe einer Strahlrichtung; und
einem Modulationschema, gemäß dem die erste Sendeoperation auszuführen ist.Suitably, the transmitter is operable to transmit by means of two or more antennas, and the threshold transmit characteristics include an indication of one or more of
the maximum transmission power allowed by each of the antennas;
an indication of which of the antennas may be used;
an indication of a beam direction; and
a modulation scheme according to which the first transmission operation is to be performed.
Geeigneterweise ist der Empfänger ein Sender/Empfänger, und falls beim Bestimmen, ob der Empfänger beabsichtigt, während des ersten Zeitraums irgendwelche Kommunikationsoperationen auszuführen, bestimmt der Arbiter, dass der Sender/Empfänger beabsichtigt, während des ersten Zeitraums zu senden, ist der Arbiter ausgelegt zum Bewirken, dass der Sender die erste Sendeoperation nicht ausführt.Suitably, the receiver is a transceiver and if, in determining whether the receiver intends to perform any communication operations during the first time period, the arbiter determines that the transceiver intends to transmit during the first time period, the arbiter is configured to Cause the sender not to perform the first send operation.
Geeigneterweise umfasst die Kommunikationsvorrichtung einen ersten und zweiten Funksender/-empfänger, von denen jeder als der angeführte Sender betreibbar ist.Suitably, the communication device comprises first and second radio transceivers, each of which is operable as the said transmitter.
Vorzugsweise werden der Sender und der Empfänger auf einem gemeinsamen integrierten Schaltungsdie bereitgestellt.Preferably, the transmitter and the receiver are provided on a common integrated circuit.
Vorzugsweise wird der Arbiter auf dem gemeinsamen integrierten Schaltungsdie bereitgestellt.Preferably, the arbiter is provided on the common integrated circuit.
Vorzugsweise operiert der Arbiter in der Bitübertragungsschicht. Als Alternative umfasst der Arbiter Software, die in einem Prozessor der Kommunikationsvorrichtung ausgeführt wird und in der Sicherungsschicht operiert.Preferably, the arbiter operates in the physical layer. Alternatively, the arbiter includes software that executes in a processor of the communication device and operates in the data link layer.
Geeigneterweise sind das erste und/oder zweite Kommunikationsprotokoll Bluetooth oder ein
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verwalten von Funkübertragungen von einem Sender mit der Fähigkeit, Störungen in einem zusammen angeordneten Funkempfänger zu verursachen, bereitgestellt, wobei der Sender und der Empfänger mit einem Arbiter verbunden sind und das Verfahren umfasst: der Sender gibt dem Arbiter eine erste Sendeoperation an, die zur Ausführung während eines ersten Zeitraums bestimmt ist, und stellt dem Arbiter eine oder mehrere beabsichtigte Sendekenngrößen der ersten Sendeoperation zur Verfügung, einschließlich einer Darstellung der beabsichtigten Sendeleistung; der Arbiter bestimmt, ob der Empfänger beabsichtigt, während des ersten Zeitraums eine Kommunikationsoperation auszuführen; greift, falls der Empfänger beabsichtigt, während des ersten Zeitraums eine erste Empfangsoperation auszuführen, die eine oder mehrere beabsichtigte Empfangskenngrößen aufweist, auf eine Angabe der durch den Empfänger bestimmten Empfangsqualität zu; bestimmt in Abhängigkeit von den Sendekenngrößen und der Empfangsqualität eine Menge von einer oder mehreren Schwellen-Sendekenngrößen für die erste Sendeoperation, wobei die Schwellen-Sendekenngrößen eine Darstellung einer maximalen Sendeleistung umfassen, mit der der Sender die erste Sendeoperation ausführen darf; und bewirkt, dass der Sender nur dann mit der ersten Sendeoperation fortfährt, falls ihre Sendekenngrößen gemäß den Schwellen-Sendekenngrößen beschränkt sind.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for managing radio transmissions from a transmitter capable of causing interference in a co-located radio receiver, the transmitter and the receiver being connected to an arbiter and comprising the method: the transmitter indicates to the arbiter a first transmit operation intended for execution during a first time period and provides the arbiter with one or more intended transmit characteristics of the first transmit operation, including a representation of the intended transmit power; the arbiter determines whether the receiver intends to perform a communication operation during the first time period; if the receiver intends, during the first period, to perform a first receive operation having one or more intended receive characteristics, access an indication of the receive quality determined by the receiver; determines, in dependence upon the transmission characteristics and the reception quality, a set of one or more threshold transmission characteristics for the first transmission operation, the threshold transmission characteristics comprising a representation of a maximum transmission power with which the transmitter is allowed to perform the first transmission operation; and causes the transmitter to continue the first transmit operation only if its transmit characteristics are limited in accordance with the threshold transmit characteristics.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine integrierte Schaltung bereitgestellt, umfassend: einen Empfänger zum Empfangen gemäß einem ersten Funkkommunikationsprotokoll; einen Sender zum Senden gemäß einem zweiten Funkkommunikationsprotokoll; und einen mit dem Empfänger und dem Sender verbundenen Arbiter; wobei Funkübermittlungen gemäß dem ersten Funkkommunikationsprotokoll Übermittlungen gemäß dem zweiten Funkkommunikationsprotokoll stören können und der Arbiter ausgelegt ist zum Empfangen einer Angabe einer ersten Sendeoperation, die zur Ausführung während eines ersten Zeitraums beabsichtigt ist, und einer oder mehrerer beabsichtigter Sendekenngrößen der ersten Sendeoperation, einschließlich einer Darstellung der beabsichtigten Sendeleistung, vom Sender; Bestimmen, ob der Empfänger beabsichtigt, während des ersten Zeitraums eine Kommunikationsoperation auszuführen; falls der Empfänger beabsichtigt, während des ersten Zeitraums eine erste Empfangsoperation auszuführen, die eine oder mehrere beabsichtigte Empfangskenngrößen aufweist, Zugreifen auf eine Angabe der durch den Empfänger bestimmten Empfangsqualität; Bestimmen einer Menge von einer oder mehreren Schwellen-Sendekenngrößen für die erste Sendeoperation in Abhängigkeit von den Sendekenngrößen und der Empfangsqualität, wobei die Schwellen-Sendekenngrößen eine Darstellung einer maximalen Sendeleistung umfassen, mit der der Sender die erste Sendeoperation ausführen darf; und Bewirken, dass der Sender nur dann mit der ersten Sendeoperation fortfährt, falls ihre Sendekenngrößen gemäß den Schwellen-Sendekenngrößen beschränkt sind.According to a third aspect of the present invention there is provided an integrated circuit comprising: a receiver for receiving according to a first radio communication protocol; a transmitter for transmission according to a second radio communication protocol; and an arbiter connected to the receiver and the transmitter; wherein radio transmissions in accordance with the first radio communication protocol may interfere with transmissions according to the second radio communication protocol and the arbiter is configured to receive an indication of a first transmit operation intended for execution during a first time period and one or more intended transmit characteristics of the first transmit operation, including a representation of intended transmission power, from the transmitter; Determining if the receiver intends to perform a communication operation during the first time period; if the receiver intends to perform during the first period a first receive operation having one or more intended receive characteristics, accessing an indication of the receive quality determined by the receiver; Determining a set of one or more threshold transmit characteristics for the first transmit operation in response to the transmit characteristics and the reception quality, the threshold transmit characteristics comprising a representation of a maximum transmit power at which the transmitter is permitted to perform the first transmit operation; and causing the transmitter to continue the first transmit operation only if its transmit characteristics are limited according to the threshold transmit characteristics.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Beispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:The present invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die folgende Beschreibung wird angegeben, um es beliebigen Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden, und wird im Kontext einer bestimmten Anwendung gegeben. Fachleuten werden ohne Weiteres verschiedene Modifikationen der offenbarten Ausführungsformen einfallen.The following description is provided to enable any person skilled in the art to make and use the invention, and is given in the context of a particular application. Those skilled in the art will readily appreciate various modifications of the disclosed embodiments.
Die hier definierten allgemeinen Prinzipien können auf andere Ausführungsformen und Anwendungen angewandt werden, ohne von dem Gedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Erfindung soll somit nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt werden, sondern den allgemeinsten Schutzumfang erhalten, der mit den hier offenbarten Prinzipien und Merkmalen vereinbar ist.The general principles defined herein may be applied to other embodiments and applications without departing from the spirit and scope of the present invention. Thus, the present invention should not be limited to the embodiments shown, but should be accorded the most general scope consistent with the principles and features disclosed herein.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Arbitrierungsschema zum Mindern der Auswirkungen von Störungen zwischen zwei oder mehr Sendern/Empfängern und erlaubt Arbitrierung pro Paket gemäß einem Schema, bei dem der Betrieb mehrerer Kommunikationssysteme nicht gegenseitig ausschließend ist.The present invention relates to an improved arbitration scheme for mitigating the effects of interference between two or more transceivers and permits arbitration per packet according to a scheme in which the operation of multiple communication systems is not mutually exclusive.
Arbiterlogik
In
Das Arbitrierungsschema der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf
Die Sender/Empfänger
Bei bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen Sende- und Empfangsanforderungen an den Arbiter ferner eine Angabe der Frequenz oder des Kanals, womit jeweilige Sender/Empfänger zu senden und zu empfangen beabsichtigen. Der Grund dafür besteht darin, dass die Empfangsqualität, die im Sender/Empfänger
Sende- und Empfangsfrequenzen/-kanäle, die nahe beieinander liegen, bewirken im Allgemeinen, dass der empfangende Sender/Empfänger größere Störungen und daher eine geringere Empfangsqualität erfährt.Transmit and receive frequencies / channels that are close together generally cause the receiving transceiver to experience greater interference and therefore lower reception quality.
Es wird nun ein konkretes Beispiel für die Funktionsweise des Arbiters
In einem ersten Szenario beabsichtigt der Sender/Empfänger
In einem zweiten Szenario erwartet der Sender/Empfänger
Der Arbiter könnte ausgelegt werden, die Schwellen-Sendeleistung der Sendeoperation aus einem (in den Figuren nicht gezeigten) Datenspeicher zu bestimmen, der für einen Bereich von Empfangsqualitäten an der Antenne
Als Alternative oder zusätzlich könnte der Datenspeicher eine oder mehrere Gleichungen umfassen, die die Variation der Schwellen-Sendeleistung von der Antenne
Es ist vorteilhaft, wenn der Datenspeicher (seine Schwellendaten oder die Parameter der Gleichungen) ausgelegt sind, in Abhängigkeit von der Leistungsfähigkeit der Sender/Empfänger
Für Vorrichtungen, in denen der Sender/Empfänger
Das vorliegende Arbitrierungsschema kann auch verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Leistung von Übertragungen von dem Sender/Empfänger
Bei bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der Sender/Empfänger
Der Sender/Empfänger ist vorzugsweise ausgelegt, die Streckenreserve in seiner Sendeanforderung dem Arbiter bereitzustellen. Dadurch kann der Arbiter die Mindestsendeleistung schätzen, mit der der Sender/Empfänger
Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen vergleicht der Arbiter die Mindestsendeleistung, die er aus der durch den Sender/Empfänger
Bei Ausführungsformen, bei denen der Sender/Empfänger in Abhängigkeit von der Arbitrierungsantwort von dem Arbiter bestimmt, ob eine Übertragungsoperation abgebrochen oder verschoben werden soll, muss der Sender/Empfänger die Streckenreserve nicht dem Arbiter bereitstellen und kann die Streckenreserve selbst verwenden, um (auf die für den Arbiter beschriebene Weise) zu bestimmen, ob eine Übertragungsoperation abgebrochen oder verschoben werden sollte.In embodiments in which the transceiver determines whether to abort or shift a transmission operation in response to the arbitration response from the arbiter, the transceiver must Do not provide route reserve to the arbiter and can use the route reserve itself to determine (in the manner described for the arbiter) whether a transfer operation should be aborted or moved.
Falls der Arbiter bestimmt, dass die Schwellensendeleistung wenigstens ungefähr gleich der in der Sendeanforderung
Die Empfangsqualität könnte ein beliebiges geeignetes Maß für Empfangsqualität sein, einschließlich Empfangssignalstärke, Empfangsleistung, Rauschpegel, Fehlerrate (z. B. Bitfehlerrate BER) und Anzahl fallengelassener Pakete. Ein Sender/Empfänger ist vorzugsweise ausgelegt, seine Empfangsqualität in Abhängigkeit von Messungen der Empfangsqualität vorheriger Empfangsoperationen zu schätzen. Dies ist insbesondere im Fall von mobilen Vorrichtungen wichtig, da es dem Sender/Empfänger erlaubt, ein genaues Bild von der wahrscheinlichen Empfangsqualität aufrechtzuerhalten, während zum Beispiel die Distanz von dem empfangenden Sender/Empfänger zum entfernten Sender schwankt. Der Sender/Empfänger könnte ferner Messungen der Empfangsqualität vorheriger Empfangsoperationen für jede Frequenz/jeden Kanal oder Gruppen von Frequenzen/Kanälen führen, da bei verschiedenen Frequenzen/Kanälen verschiedene Signalbedingungen auftreten können.The reception quality could be any suitable measure of reception quality, including received signal strength, received power, noise level, error rate (eg, bit error rate BER), and number of dropped packets. A transceiver is preferably designed to estimate its reception quality as a function of measurements of the reception quality of previous reception operations. This is particularly important in the case of mobile devices because it allows the transceiver to maintain an accurate picture of the likely reception quality while, for example, the distance from the receiving transceiver to the remote transmitter varies. The transceiver could also make measurements of the reception quality of previous receive operations for each frequency / channel or groups of frequencies / channels, as different signal conditions may occur at different frequencies / channels.
Das Zeitfenster, für das der Arbiter seine Schätzung der Schwellensendeleistung ausführt, könnte ein einziges Paket, ein Burst von Paketen oder ein Zeitraum vorbestimmter Länge sein. Die Sender/Empfänger
Da einem Sender/Empfänger nicht immer bekannt sein kann, wann er wahrscheinlich Daten empfangen wird, könnte der Arbiter ausgelegt werden, Sendeanforderungen von einem Sender/Empfänger mit Empfangsanforderungen, bei denen der Arbiter beteiligt ist, in im anderen Sender/Empfänger gehaltenen Antwort-Snooping-Daten zu empfangen, die bevorstehende Empfangsoperationen (oder einfach die Frequenz/den Kanal, womit der Sender/Empfänger
Bei bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der Arbiter ausgelegt werden, weitere Sendeparameter eines zusammen angeordneten Senders/Empfängers zu beschränken. Dies kann auf die oben beschriebene Weise in Abhängigkeit von weiteren Informationen ausgeführt werden, die im dem Arbiter zugänglichen Datenspeicher gehalten werden. Wenn zum Beispiel der Sender/Empfänger mehrere Antennen aufweist, ist der Arbiter vorzugsweise ausgelegt, in seiner Arbitrierungsantwort anzugeben, wie der Sender/Empfänger seine Sendeleistung zwischen seinen Antennen verteilen soll (oder welche Antennen er verwenden soll und/oder welchen Übertragungsmodus). Diese Entscheidung könnte zum Beispiel in Abhängigkeit von im Datenspeicher gehaltenen Informationen bestimmt werden, die identifizieren, wie Störungen im empfangenden Sender/Empfänger von der Wahl der Sendeantenne abhängen. Falls zum Beispiel ein MIMO-WiFi-Sender/-Empfänger zwei Antennen aufweist und die Übertragungen von einer der Antennen stärker als bei der anderen mit der Empfangsantenne eines Bluetooth-Senders/-Empfängers gekoppelt sind, könnte der Arbiter in der Arbitrierungsantwort an den WiFi-Sender/-Empfänger angeben, dass es nur gestattet ist, unter Verwendung der Antenne zu senden, die weniger stark mit der Bluetooth-Antenne gekoppelt ist, wenn erwartet wird, dass die Bluetooth-Antenne Daten empfängt.In preferred embodiments of the present invention, the arbiter may be configured to restrict further transmit parameters of a co-located transceiver. This can be done in the manner described above in response to other information held in the data memory accessible to the arbiter. For example, if the transceiver has multiple antennas, the arbiter is preferably configured to indicate in its arbitration response how the transceiver should distribute its transmit power between its antennas (or which antennas to use and / or which transmission mode). This decision could be determined, for example, in dependence on information held in the data memory, which identifies how disturbances in the receiving transmitter / receiver depend on the choice of the transmitting antenna. For example, if a MIMO WiFi transceiver has two antennas and the transmissions from one of the antennas are more strongly coupled to the receive antenna of a Bluetooth transceiver than in the other, the arbiter in the arbitration response could be sent to the WiFi network. Transmitters / receivers indicate that it is only permitted to transmit using the antenna which is less strongly coupled to the Bluetooth antenna when the Bluetooth antenna is expected to receive data.
Falls ähnlich einer der Sender/Empfänger ein Antennensystem aufweist, mit dem er einen Strahl in eine bestimmte Richtung senden kann, könnte der Arbiter in seiner Arbitrierungsantwort die Richtung angeben, in die der Sender/Empfänger seine Übertragungen richten soll, oder wenigstens eine Richtung, in die der Sender/Empfänger seine Übertragungen nicht richten soll. Da die Antennenpositionen in der Vorrichtung wahrscheinlich festliegen, ist es für den Arbiter nicht kompliziert zu wissen, welche Richtung zu vermeiden ist. Es könnte dem sendenden Sender/Empfänger überlassen werden, anhand der Beschränkung bezüglich der Richtung, in die gesendet werden darf, zu bestimmen, ob er seine Übertragungsoperation ausführen soll oder nicht.Similarly, if one of the transceivers has an antenna system with which it can transmit a beam in a particular direction, the arbiter in its arbitration response could indicate the direction to which the transceiver should direct its transmissions, or at least one direction the sender / receiver should not direct his transmissions. Since the antenna positions in the device are likely to be fixed, it is not complicated for the arbiter to know which direction to avoid. It may be left to the sending transceiver to determine whether or not to perform its transmission operation based on the restriction on the direction in which it is allowed to transmit.
Der Arbiter könnte ferner beliebige andere Beschränkungen in seiner Arbitrierungsantwort an einen Sender/Empfänger, der eine Übertragungsoperation ausführen möchte, angeben, darunter die Wahl des Modulationsschemas, absolute oder relative Zeitfenster, in denen der Sender/Empfänger senden darf oder in denen der Sender/Empfänger nicht senden darf. Es könnte eine beliebige Kombination der hier beschriebenen Beschränkungen in einer Arbitrierungsantwort kombiniert werden. Zum Beispiel könnte ein Arbiter in einer Vorrichtung mit einem MIMO-WiFi-Sender/-Empfänger mit zwei Antennen und einem Bluetooth-Sender/-Empfänger in einer Arbitrierungsantwort an den WiFi-Sender/-Empfänger (nach einer Sendeanforderung von dem WiFi-Sender/-Empfänger) angeben, dass dem Sender/Empfänger nicht gestattet ist, in einem bestimmten Zeitfenster zu senden, wenn der Bluetooth-Sender/-Empfänger dafür eingeteilt ist, zu senden, aber der WiFi-Sender/-Empfänger kann außerhalb dieses Fensters senden, solange seine Sendeleistung MW nicht übersteigt und nur die erste Antenne verwendet wird.The arbiter could also specify any other restrictions in its arbitration response to a transceiver wishing to perform a transmission operation, including the choice of modulation scheme, absolute or relative time windows in which the transceiver is allowed to transmit, or where the transceiver not allowed to send. Any combination of the restrictions described herein could be combined in an arbitration response. For example, an arbiter in a device with indicate to a MIMO WiFi transceiver with two antennas and a Bluetooth transceiver in an arbitration response to the WiFi transceiver (after a request for transmission from the WiFi transceiver) that the transceiver Receiver is not allowed to send in a certain time window when the Bluetooth transmitter / receiver is assigned to send, but the WiFi transmitter / receiver can send outside this window, as long as its transmission power MW does not exceed and only the first antenna is used.
Die vorliegende Erfindung erkennt, dass zu einem beliebigen gegebenen Zeitpunkt die Wahrscheinlichkeit oder Schwere von Störungen in der Bitübertragungsschicht eine Funktion der relativen Kenngrößen der koexistierenden Kommunikationssysteme zu diesem Zeitpunkt – und insbesondere der relativen Sende- und Empfangsleistungspegel – ist. Die Übertragung von Daten durch einen Sender/Empfänger bedeutet somit nicht unbedingt, dass Empfang von Daten durch einen zusammen angeordneten Sender/Empfänger unmöglich ist, und es kann oft beiden Sendern/Empfängern gestattet werden, gleichzeitig zu kommunizieren, solange die Sendeparameter des sendenden Empfängers so beschränkt werden, dass Störungen im empfangenden Sender/Empfänger aufgrund der Übertragungen des sendenden Senders/Empfängers unter einem vorbestimmten Wert gehalten werden.The present invention recognizes that at any given time the likelihood or severity of disturbances in the physical layer is a function of the relative characteristics of the coexisting communication systems at that time - and in particular the relative transmit and receive power levels. The transmission of data by a transceiver thus does not necessarily mean that reception of data by a co-located transceiver is impossible, and often both transceivers can be allowed to communicate simultaneously as long as the transmitting parameters of the transmitting receiver are so be limited that interference in the receiving transmitter / receiver due to the transmissions of the transmitting transmitter / receiver are kept below a predetermined value.
Die Anmelderin offenbart hiermit isoliert jedes hier beschriebene einzelne Merkmal und eine beliebige Kombination von zwei oder mehr solchen Merkmalen soweit solche Merkmale oder Kombinationen auf der Basis der vorliegenden Beschreibung als Ganzes im Hinblick auf das übliche Allgemeinwissen von Fachleuten ausgeführt werden können, gleichgültig, ob solche Merkmale oder Kombinationen von Merkmalen irgendwelche hier offenbarten Probleme lösen, und ohne Beschränkung des Schutzumfangs der Ansprüche. Die Anmelderin gibt an, dass Aspekte der vorliegenden Erfindung aus einem beliebigen solchen einzelnen Merkmal oder einer beliebigen solchen Kombination von Merkmalen bestehen können. Im Hinblick auf die obige Beschreibung ist für Fachleute offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung vorgenommen werden können.Applicant hereby discloses in isolation each individual feature described herein and any combination of two or more such features as far as such features or combinations based on the present description as a whole can be made by those skilled in the art, whether such features or combinations of features solve any problems disclosed herein, and without limiting the scope of the claims. Applicant states that aspects of the present invention may consist of any such single feature or combination of features. In view of the above description, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made within the scope of the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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